专题一 绪论与植物遗传的基础（讲义）-《农业生物技术》（高教版第三版）高考备考讲练测（安徽省）

专题一 绪论与植物遗传物质基础 【考纲要求】 知识与技能要点 考试条目 考试水平 A B C D 绪论 1.农业生物技术的内涵 √ 2.农业生物技术的发展史 √ 3.农业生物技术的应用 √ 遗传物质基础 1.生物的遗传和变异 √ 2.遗传物质的分子基础DNA √ 【课时安排】 2课时 【知识梳理】 考点一 绪论 一、农业生物技术的内涵 1.生物技术的内涵 生物技术是指运用生物学、化学和工程学的基本原理，利用外力对微生物或动、植物的基因或细胞进行改良来生产有用物质，或培育新品种、新疫苗，进行植物快速脱毒繁殖的技术，可分为基因工程、细胞工程、酶工程和蛋白质工程等。 生物技术是21世纪高科技革命的核心内容。 2.农业生物技术 (1)农业生物技术是生物技术的主要组成部分，随着人口激增、耕地锐减、环境恶化等问题的日益凸显，农业生物技术的创新和发展，将会成为推动世界农业跨越式发展的主导力量。 (2)内涵 ①农业生物技术的主要研究对象：以农业生物为主要研究对象。 ②农业生物技术的研究目的：以农业应用为目的。 ③农业生物技术的技术体系：以现代生物技术为主体的综合性的技术体系。 二、农业生物技术的发展史 1.19世纪中期，法国微生物学家巴斯德首先揭示出发酵作用的实质是由微生物引起的，由此奠定了发酵工程的科学基础。 2.经典遗传学三大规律的发现： ①奥地利生物学家孟德尔连续8年根据豌复做杂交实验的结果，于1866年《植物杂交实验》论文中，首次提出了遗传学的分离定律和自由组合定律。 ②美国现代生物学奠基人摩尔根等利用果蝇做实验创立了“基因论”，从而揭示出遗传学的第三定律——连锁遗传定律(又称连锁与交换定律）。 3.DNA是主要遗传物质：1944年阿委瑞等人用生物化学的方法证实了染色体上的重要组成部分——DNA是主要的遗传物质。 4.DNA分子双螺旋结构模型的提出：1953年美国科学家沃森和英国科学家克里克， 通过对X射线衍射实验的分析， 发现了DNA分子的双螺旋结构模型， 从而奠定了分子遗传学的基础。 5.转基因植物的诞生：1973年，转基因的技术问题得以解决，于1983年首次获得转基因植物。 6.植物细胞全能性理论的提出：1902年德国植物学家哈伯兰特提出了高等植物的器官和组织为多种细胞组成的观点，以及植物细胞全能性的理论。 7.植物组织培养技术的诞生：1943年美国科学家怀特发表了《植物组织培养手册》专著，伸植物组织培养开始成为一门新兴的技术。 8.必需氨基酸和维生素的规模生产：20世纪40年代人们利用现代化的深层通气搅拌培养技术，大规模生产人类必需氨基酸和维生素。 是综合上述可以认为，20世纪40~60年代奠定农业生物技术理论的阶段，而70年代以来，农业生物技术的应用才发生了质的飞跃，进人了实用阶段。 三、农业生物技术的应用 (一)生物技术作物(也称基因改性作物或基因重组作物) 1.定义：生物技术作物是指利用组织培养技术和基因重组技术引入其他生物或物种的基因而培育出来的作物。 2.生物技术作物的种植现状： (1)种植面积不断扩大，截止2018年，全球生物技术作物的种植面积已达25亿hm³，种植国家已达26个。 (2)我国种植的生物技术作物包括棉花、抗病毒木瓜、甜椒、番茄、杨树和牵牛花。 (二)生物农药 (1)定义：生物农药是指利用生物活体（如真菌、细菌、昆虫和植物天敌）或利用生物技术产生的代谢产物制成的能够杀灭或抑制农业有害生物的制剂。 (2)特点(即生物农药成为全球农药产业发展新趋势的原因)： ①生产原料来源广泛；②对非靶标生物安全；③毒副作用小；④对环境兼容性好。 (3)生物农药主要常用品种： ①Bt杀虫剂、农用抗生素、植物源农药、病毒类农药、真菌类农药和植物生长调节剂类农药。②生物农药的大宗产品仍以井冈霉素和Bt杀虫剂为主 (三)微生物肥料 (1)定义：微生物肥料是指人工借助微生物的生命活动产生的代谢物，使植物获得特定肥料效应的一类肥料制品。 (2)特点：①生产成本低；②用量少；③无毒无害；④不污染环境。 (3)微生物肥料常见品种： 根瘤菌肥、固氮菌肥、磷细菌肥和钾细菌肥。 (四)植物组织培养技术 (1)定义：植物组织培养技术是指在离体条件下，把植物的一小部分组织或器官，如一个茎尖小块叶或一小段茎，无菌接种于培养容器里的培养基上，使它们重新长成植株的技术。 (2)应用： ①植物组织培养技术是快速繁殖植物新品种的重要方法。 ②组培快繁的商业性应用始于20世纪70年代的美国兰花工业。 考点二 遗传的物质基础 一、生物的遗传和变异 1.遗传 亲代与子代以及子代个体之间相似的现象。子代能表现和亲代一样的特征特性，主要是由遗传物质决定的。因为遗传，物种才能保持稳定性。 2.变异 亲代与子代之间，以及子代个体之间存在差异的现象。变异是普遍存在的。 有了变异，生物才能进化，人类才能选育新品种。 3.遗传、变异和环境 生物只有在合适的环境条件下才能生长和繁衍，其遗传与变异同样也受环境条件制约。 基因型: 生物个体的基因组成；基因型是性状发育的基础，一般肉眼看不到。 表现型:生物体所表现的性状；表现型是生物体表现出来的性状，是遗传物质和环境共同作用的结果。 应用：在育种上除了注意基因型外，还要采取相应的农业措施，促使控制优良性状的基因得到充分表现。 二、染色体 1.真核细胞的主要结构与遗传物质的分布 遗传物质分布：真核细胞的遗传物质主要在细胞核内的染色体上，细胞质中的线粒体、叶绿体也具有遗传功能 。 2.染色质和染色体 ①定义：细胞核内分布着一些细长的丝状物，它们交织成网状，由于这些物质容易被碱性染料染上颜色，所以叫做染色质。 ②组成成分：DNA、蛋白质和少量的RNA ③数目：各种生物的染色体数目是恒定的。在体细胞中一般是成对存在， 在性细胞中一般是成单存在。分别以2n和n表示。例如水稻2n=24；普通小麦2n=42。 ④染色质和染色体：二者是同一物质在不同时期(细胞分裂间期与分裂期)细胞中的两种不同形态。 ⑤体细胞的染色体中，形态和结构相同的一对染色体称为同源染色体。形态和结构不同的染色体称为非同源染色体。 考点三 遗传物质的分子基础——DNA 一、DNA的化学组成 DNA又称脱氧核糖核酸，由四种脱氧核苷酸聚合而成。每种脱氧核苷酸由一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）。 二、ＤＮＡ和ＲＮＡ的比较 三、DNA分子双螺旋结构特点 1953年，沃森和克里克提出了著名的DNA双螺旋结构模型。 四、基因 基因是DNA分子上的一个片段，包含有成百上千对的核苷酸，其中极少数核苷酸的变化，都可能导致遗传性状的改变。 五、DNA、基因、蛋白质和生物性状之间的关系 六、DNA分子碱基数量和DNA复制的计算 1.DNA碱基数量的计算 ①依据原理 DNA分子结构中的碱基互补配对原则， 即Ａ=T； G=C； 以及由此而推论的一系列碱基关系。比如：A+G=T+C等。 ②规律总结 规律1：在DNA分子双链中有： ①互补配对的碱基两两相等，A=T，C=G，那么A+G=C+T，即嘌呤碱基总数等于嘧啶碱基总数。 ②两个不互补的碱基和的比值相等，即(A+G)/(C+T)=(A+C)/(G+T)=1。 规律2：在DNA分子的一条链中有： ①一条链中的配对碱基不一定相等，即A1不一定等于T1、G1不一定等于C1、A2不一定等于T 2、G 2不一定等于C 2(1、2代表DNA分子的两条链) 。 ②若一条链中(A1+T1/(C1+G1)=a，则另一条链中(A2+T2)/(C2+G2)=a(对等关系)；若一条链中(A1+G1/(C1+T1)=b，则另一条链中(A2十G2)/(C2十T2)=1/b(倒数关系)。 ③在双链DNA分子中， 一条链上的A与Ｔ的和占该链碱基比率等于另一条链上的A与T的和占该链碱基比率， 还等于双链DNA分子中A与Ｔ的和占整个DNA分子的碱基比率。即(A1+T1)%=(A2+T2)%=(A+T)%，同理(G1+C1)%=(G2+C2)%=(G+C)%。 ④DNA分子中碱基对的排列顺序代表的是遗传信息， 若某DNA分子由n个碱基对构成，则可代表的遗传信息有4"种(其中n代表碱基对的个数)。 2.DNA复制的计算规律总结 ①复制n代后， 子代DNA的总数为2n。 ②复制n代后， 含有亲代DNA链的子代DNA数永远是两个， 则占子代DNA的比例为2/2n。 ③计算DNA复制n代时需要多少原料：先计算出一个DNA含有的某种脱氧核苷酸个数(假设为m)，则复制n代后需要的该种脱氧核苷酸数为m·(2n一1)，第n次复制时需要的该种脱氧核苷酸数为2n-1·m。 【限时练习】 1.农业生物技术是以 为主要研究对象，以 为目的，以现代生物技术为主体的综合性的技术体系。 【答案】农业生物；农业应用 【解析】本题主要考查学生对农业生物技术的内涵、定义等的正确复述、再现、辨认并直接用属于 A 类考试水平，与对口考纲相一致。 2.三大经典遗传学定律是 、 和 。 【答案】分离定律；自由组合定律；连锁与交换定律（或连锁遗传定律） 【解析】本题主要考查学生对农业生物技术的发展史中经典遗传学三大规律的发现过程理属于识记（即 A 类）考试水平，同时也是生物学基本常识。 3.（多选题）下列肥料属于微生物肥料的有( ) A．根瘤菌肥料 B．微量元素肥料 C．氮磷复合肥料 D．磷细菌肥料 【答案】AD 【解析】本题主要考查学生对微生物肥料的内涵的理解与辨认，其中根瘤菌肥料磷细菌肥料属于利用微生物获得的肥料制品，而B和C属于化学肥料。 4.真核细胞中的遗传物质主要存在的部位是（ ） A．叶绿体 B．线粒体 C．核糖体 D．染色体 【答案】D 【解析】本题主要考查学生对真核细胞的主要结构与遗传物质的分布的掌握。真核细胞的遗传物质主要在细胞核内的染色体上，细胞质中的线粒体、叶绿体也具有遗传功能 。 5.下列关于染色质和染色体关系的叙述 ( )。 A.同一物质在细胞周期中同一时期的不同表现 B.形态不同，故不是同一物质 C.同一物质在细胞增殖周期中不同时期的形态表现 D.形态相同的同一物质 【答案】C 【解析】本题主要考查学生对染色质与染色体的本质的正确辨认，二者是同一物质在不同时期(细胞分裂间期与分裂期)细胞中的两种不同形态。 6.人类遗传信息的携带者是（ ） A.DNA和RNA B.DNA或RNA C.DNA D.RNA 【答案】C 【解析】常识考察，人类的细胞中含有DNA和RNA，其中携带遗传信息的是DNA。 7.DNA与染色体的关系是( )。 A.染色体即是DNA B.染色体是DNA的主要载体 C.染色体和DNA都是遗传物质 D.染色体是DNA的基本单位 【答案】B 【解析】 8.聚合成 DNA 的脱氧核苷酸有4种，是因为组成脱氧核苷酸的（ ） 有4种。 A.磷酸 B.核糖 C.脱氧核糖 D.含氮碱基。 【答案】D 【解析】本题主要考查学生DNA的化学组成的理解。DNA由四种脱氧核苷酸聚合而成。每种脱氧核苷酸由一分子磷酸，一分子脱氧核糖和一分子含氮碱基组成，分别是腺嘌呤（A）、鸟嘌呤（G）、胞嘧啶（C）和胸腺嘧啶（T）四种。 9.某生物细胞 DNA 分子的碱基中，含腺嘌呤27%，则该分子中胞嘧啶应占全部碱基的（ ） A .23% B .27% C .46% D .54% 【答案】A 【解析】根据DNA分子的碱基互补配对原则有：A=T=27%, 则C=G=（1-27%-27%）/2=23% 。 10.某DNA分子片段上有碱基1000对， 其中胞嘧啶有400个。试分析该DNA分子片段复制2次后， 细胞需提供游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸多少个? 【答案】1800 【解析】①根据DNA分子的碱基互补配对原则有：A=T、G=C。 ②已知该DNA分子共有碱基2000个， 其中C=400得出 ③有已知得该DNA分子中G=400 ④由以上条件可以推导出A=T=600 ⑤再根据DNA分子复制有关理论有：计算DNA复制n代时需要多少原料：先计算出一个DNA含有的某种脱氧核苷酸个数(假设为m) ， 则复制n代后需要的该种脱氧核苷酸数为m·(2"-1)，第n次复制时需要的该种脱氧核苷酸数为2n-1·m。 即：细胞需提供游离的胸腺嘧啶脱氧核苷酸为600×(2²―1)=1800。 【内容小结】 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$